綠色氧化石墨烯使用方法

當(dāng)今世界面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境與能源挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)能源如煤、石油的不斷消耗以及環(huán)境的日益惡化嚴(yán)重影響了人類的日常生活以及社會(huì)的正常發(fā)展。因而開發(fā)更為高效與環(huán)境友好的能源設(shè)備越來越得到人們的強(qiáng)烈關(guān)注。為**的初代鋰離子二次電池以其在能量密度與操作電壓上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鉛酸與鎳鎘電池的優(yōu)勢，迅速應(yīng)用于便攜電子設(shè)備電池市場。其后，隨著具有環(huán)境友好、成本低廉、循環(huán)性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢的以磷酸鐵鋰為**的正極材料的報(bào)道［6，7］，鋰離子二次電池的應(yīng)用也擴(kuò)展到混合動(dòng)力汽車與純電動(dòng)汽車領(lǐng)域。然而目前鋰離子電池電極材料還存在著諸多問題，如較低的電子電導(dǎo)率與鋰離子遷移效率、嵌脫鋰過程中巨大的體積變化、電極材料與電解液的副反應(yīng)造成的容量損失以及活性物質(zhì)不可逆的結(jié)構(gòu)變化制約材料的循環(huán)穩(wěn)定性等。另外，由于目前常用的鋰離子電池正極材料固有的理論容量限制，實(shí)際應(yīng)用的鋰離子電池的比能量密度很難突破250Wh/kg［8］，因而難以滿足其在高比能量電池領(lǐng)域的長遠(yuǎn)發(fā)展。在這種背景下，鋰硫電池作為一種新的電化學(xué)儲(chǔ)能體系，以其超高的理論能量密度(2600Wh/kg)以及單質(zhì)硫儲(chǔ)量豐富、環(huán)境友好的特點(diǎn)，成為高比能二次電池的研究熱點(diǎn)。石墨烯漿料穩(wěn)定性較好，加入活性材料易于電池混漿。綠色氧化石墨烯使用方法

氧化石墨烯的主要應(yīng)用：1、石墨烯可以做成化學(xué)傳感器，這個(gè)過程主要是通過石墨烯的表面吸附性能來完成的，根據(jù)部分學(xué)者的研究可知，石墨烯化學(xué)探測器的靈敏度可以與單分子檢測的極限相比擬。石墨烯獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)使它對周圍的環(huán)境非常敏感。石墨烯是電化學(xué)生物傳感器的理想材料，石墨烯制成的傳感器在醫(yī)學(xué)上檢測多巴胺、葡萄糖等具有良好的靈敏性。2、石墨烯可以用來制作晶體管，由于石墨烯結(jié)構(gòu)的高度穩(wěn)定性，這種晶體管在接近單個(gè)原子的尺度上依然能穩(wěn)定大氏地工作。相比之下，目前以硅為材料的晶體管在10納米左右的尺度上就會(huì)失去穩(wěn)定性；石墨烯中電子對外場的反應(yīng)速度超快這一特點(diǎn)，又使得由它制成的晶體管可以達(dá)到極高的工作頻率。廣東氧化石墨烯生產(chǎn)廠家利用氧化石墨烯制備的石墨烯導(dǎo)熱膜，導(dǎo)熱系數(shù)高。

真空抽濾法是一種制備石墨烯薄膜的**常見方法。由于氧化石墨烯的片層含有大量羧基、羰基等親水性含氧官能團(tuán)，并且片層間具有靜電相互作用不容易團(tuán)聚，因此在不借助分散劑的情況下也能在水溶液中分散均勻，從而形成穩(wěn)定的分散液，非常有利于真空抽濾過程中片層的緊密排列［４３，４４］。Ｌｉｕ［４５】等人采用真空抽濾法制備了具有有序排列結(jié)構(gòu)和高密度的ＧＯ／ＰＤＡ復(fù)合膜。在ＧＯ／ＰＤＡ復(fù)合膜中，ＧＯ的含氧官能團(tuán)與ＰＤＡ的胺基之間存在氫鍵相互作用，并且ＰＤＡ對ＧＯ具有還原的作用。在經(jīng)過３０００°Ｃ高溫處理之后，ＰＤＡ被轉(zhuǎn)化為具有***石墨晶體結(jié)構(gòu)的ＣＰＤＡ納米顆粒（ＣＰＤＡＮＰｓ），對石墨烯片層起到了增強(qiáng)的作用，從而使復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率

石墨烯薄膜具有優(yōu)異的面內(nèi)熱導(dǎo)率和良好的柔鈿性，因此經(jīng)常在可穿戴設(shè)備、電子設(shè)備等領(lǐng)域被用作散熱材料使用。劉忠范院士團(tuán)隊(duì)［７８］通過等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法（ＰＥＣＶＤ）在藍(lán)寶石襯底上生長石墨烯納米壁，得到的納米壁具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和出色的熱導(dǎo)率。在輸入電流為３５０ｍＡ的情況下，基于石墨烯納米壁組裝的ＬＥＤ在光輸出功率方面提高了３７％左右，而溫度卻降低了３．８％，說明石墨烯納米壁可用作ＬＥＤ應(yīng)用中增強(qiáng)散熱的良好材料。Ｋｉｍ［７９］等人使用球磨法將氟化石墨剝落為氟化石墨烯溶液，然后通過真空抽濾得到１０ｐｍ厚的超薄氟化石墨烯薄膜（ＥＧＦ），顯示出２４２Ｗｍ－１Ｋ－１的優(yōu)異面內(nèi)熱導(dǎo)率。Ｇｕｏ＿等人通過涂布法制備了一種厚度可控的可拉伸石墨烯薄膜。這種石墨烯薄膜具有良好的柔韌性和優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，在施加３．２Ｖ電壓時(shí)，薄膜可以在６ｓ內(nèi)從室溫快速升溫至４５°Ｃ。而去除外加電壓后，石墨烯薄膜可在５ｓ內(nèi)迅速冷卻至室溫，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其既具有快速的電加熱響應(yīng)，又具有高效的散熱能力。氧化石墨烯可以應(yīng)用于鋰離子電池，提高儲(chǔ)能密度和循環(huán)倍率。

由于氧化墨烯表面仔在大：的鈑I{能川．喪脫f{{良好的親水性．昕以不儀能高度分散廠水溶液或j他仃饑劑中．而且在一定反應(yīng)條件F能轉(zhuǎn)變幻彳f維忖架納fj1J的1，烯水凝膠或氣凝膠。當(dāng)前二維r烯常川I制衙‘法』三要仃水熱法、化學(xué)氣相沉積法、自組裝法干¨31)¨印法2．3．1水熱法水熱法是制備三維石墨烯凝膠**l】的‘法。水熱條件下，氧化石墨烯結(jié)構(gòu)中的含瓴If能Ⅲ逐漸被還，軛結(jié)構(gòu)逐漸被修復(fù)，還原后的石墨烯，；之Ihjfl0電斥力減?。畨毫ψ饔孟滦纬闪讼嘟获g的骨架狀r烯水凝膠。Iji等…將氧化石墨超聲分散】l8O(卜水熱眨心l．制得海綿狀的三維什墨烯氣凝膠。j際比太f!l達(dá)l32I31。?！。．具有比膨脹墨和其他仃機(jī)【】發(fā)I；付制＆r的ll殷附能Wu等。利用水熱法合成了連通，、孔人小為一9～3．5nnl、島比表而積和低質(zhì)蛀密度的彩孔狀-2II：r烯凝膠。此外．Song等利用該法成功i火僻J能II殷附水又能吸附油的雙親性多功能墨烯泡沭。石墨烯抗靜電阻燃復(fù)合材料高氧指數(shù)，以及良好的流動(dòng)性與力學(xué)性能。福建生產(chǎn)氧化石墨烯

石墨烯環(huán)氧樹脂應(yīng)用于重防腐涂料、導(dǎo)電涂料、粉末涂料以及膠粉劑等領(lǐng)域。綠色氧化石墨烯使用方法

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